Tehnologia Pulse. Puls și dispozitive digitale. Multivibrator cu timp de oscilație asimetric
Toate dispozitive electronice se ocupă de semnale electrice care variază în timp. Datorită acestei schimbări în timp, semnalul poate transporta anumite informații. Pe baza naturii modificării, se disting impulsurile analogice și semnalele digitale.
Un semnal analogic poate lua orice valoare în anumite limite. În orice moment, poate fi reprezentată matematic printr-o funcție analitică fără discontinuități (Fig. 1.1a).
Figura 1.1. Semnale electrice; a) analog, b) impuls, c) digital
Dispozitivele care funcționează numai cu semnale analogice se numesc dispozitive analogice.
Un semnal digital poate lua doar două valori: mare/scăzut sau 0/1 (uneori a treia valoare este „fără semnal”). Sunt permise unele abateri de la aceste valori (Figura 1.1c). Dispozitivele care funcționează exclusiv cu semnale digitale se numesc dispozitive digitale.
Un semnal de impuls, ca un semnal analog, poate avea orice valoare într-un anumit interval. În unele momente, comportamentul său se schimbă brusc și nu poate fi descris de o singură funcție analitică fără discontinuități (Fig. 1.1b). ÎN electronice moderne uneori sunt generate semnale de impuls metode digitale(convertor digital-analogic, comutatoare analogice etc.). Astfel de dispozitive sunt de obicei numite analog-digital. Astfel, conceptul de semnal de impuls este general. Dispozitivele digitale și analog-digitale sunt un caz special al dispozitivelor cu impulsuri.
Semnalele digitale sunt protejate mult mai bine decât semnalele analogice de zgomot, interferențe și interferențe. Micile abateri de la valorile permise nu distorsionează semnalul digital, deoarece zonele există întotdeauna abaterile admisibile. În anumite limite, acestea nu sunt afectate de schimbările de temperatură, tensiunea de alimentare sau variația parametrilor elementelor; ele permit stocarea pe termen lung fără pierderi și transmisie de înaltă calitate prin canale de comunicație.
Caracteristică semnale digitale de recunoscut este că trebuie să rămână în fiecare dintre nivelurile sale permise pentru cel puțin un interval de timp minim. Un semnal analogic poate lua orice valoare într-un timp infinitezimal. Prin urmare, viteza maximă realizabilă a dispozitivelor analogice este fundamental mai mare decât cea a dispozitivelor digitale.
Un semnal analogic este mai încăpător în ceea ce privește transmiterea informațiilor, deoarece transmite informații cu fiecare valoare curentă a nivelului său, spre deosebire de un semnal digital, care are doar două niveluri. Pentru a transfera același volum Informatii utile, care este cuprins într-unul semnal analog, trebuie să utilizați semnale digitale multi-biți (8, 16 biți, uneori mai mult).
Dispozitivele analogice necesită de obicei forță de muncă semnificativă personalizare si ajustare. Dispozitive digitale mai ușor de proiectat și configurat.
Conversia reciprocă a semnalelor analogice și digitale necesită utilizarea unor echipamente speciale - convertoare analog-digital și digital-analogic. Astfel, realizarea beneficiilor procesării semnalului digital necesită adesea costuri semnificative.
Dispozitivele electronice moderne conțin de obicei atât părți analogice, cât și digitale. Electronica analogică este folosită mai des pentru preprocesarea semnalului în timp real, atunci când performanța este în prim-plan și cerințele pentru acuratețea conversiei sunt moderate. Procesarea digitală este de obicei utilizată în următorul pas atunci când este necesar precizie ridicată conversia semnalului, stocarea fiabilă pe termen lung a informațiilor, transmisia prin canale de comunicație în condiții de interferență. Nu există o rețetă clară pentru când să utilizați analogul și când prelucrare digitală semnale. Limita depinde de nivel element de bazăși calificări de dezvoltator.
Orez. 1.2. Parametrii semnalului de impuls
Semnalul puls prezentat în fig. 1.2, se caracterizează prin următorii parametri:
U m – amplitudinea pulsului – cea mai mare abatere a tensiunii Umax de la nivelul initial Umin;
Dacă impulsurile urmează intervale egale, atunci vorbim de o succesiune periodică de impulsuri cu perioada de repetare
T și = t și + t p,
unde t și și t p sunt durata pulsului și, respectiv, pauza dintre impulsuri; determinată de obicei la un nivel de 0,5 din amplitudinea pulsului;
Se numește secțiunea impulsului la care tensiunea se abate de la nivelul inițial față , iar secțiunea în care tensiunea revine la nivelul inițial este recesiune (a tăia ). Într-un impuls real, poate fi dificil să se indice limitele creșterii și scăderii, iar durata lor tf și tcf sunt calculate la nivelul de 0,1 Um și 0,9U m. Nivelul implicit este de obicei considerat egal cu 10% (0,1) din amplitudine, deși uneori se găsește 5% (0,05), dar întotdeauna cu o rezervă.
Se numește numărul de impulsuri care urmează într-o secundă rata de repetare a pulsului Fan ;
Pentru a descrie o secvență periodică de impulsuri, este utilizat parametrul ciclu de lucru x, care este raportul dintre intervalul dintre impulsuri (pauze) și durata pulsului în sine;
În cazurile în care de obicei se confruntă cu impulsuri periodice scurte (ciclu de lucru ridicat), de exemplu, radar, când t și< Un caz special al unei secvențe periodice de impulsuri în care durata impulsului este egală cu durata pauzei este meandre
, pentru care ciclu de lucru x=1. Semnalele digitale sunt un caz special de semnale de impuls; au două niveluri de tensiune permise. Pentru comoditatea descrierii matematice formale, unul dintre aceste niveluri se numește nivel logic (un nivel), iar celălalt se numește nivel zero logic (nivel zero). Cel mai adesea, un nivel logic zero corespunde unui nivel de tensiune joasă, iar unul logic corespunde unui nivel de tensiune înaltă. Se obișnuiește să se numească asta logica pozitiva
. Uneori, în magistralele de sistem ale microprocesoarelor, la transmiterea semnalelor prin canale de comunicație, se folosește o reprezentare inversă, numită logica negativă
; Un zero logic este un nivel înalt, iar unul logic este un nivel scăzut. Există și metode de codare mai complexe. Dar vom folosi în principal conceptele de logică pozitivă. Structura unui element logic tipic (LE) este prezentată în Figura 1.3. Nodul logic de intrare efectuează operații logice asupra semnalelor de intrare. Fiecare semnal logic de intrare I (Intrare) este descris de un set de parametri; ¾ niveluri logice ale tensiunii de intrare/ieșire E 0 și E 1, ¾ curenții de intrare I 0 și I 1 corespunzători nivelurilor de intrare. Fiecare semnal de intrare trebuie să fie furnizat la o intrare LE separată. În caz contrar, aplicarea mai multor semnale de intrare la o intrare a LE poate duce la concurența semnalelor și, în consecință, la incertitudinea nivelului de tensiune la intrare, ceea ce desigur nu este acceptabil. Se numește numărul de intrări m coeficientul de combinare de intrare m
și poate 1 lire sterline 1 lire sterline. Maximul m=8 se datorează faptului că unitatea de informare este octet
conține 8 biți (poate lua 2 8 = 256 stări, ceea ce este considerat suficient pentru a codifica orice simbol al informației - numere de la 0 la 9, litere ale alfabetului etc.). În cazuri rare, când este necesar un LE cu un număr mare de intrări, un circuit integrat special este conectat la intrarea LE - un expandator logic. Comutatorul tranzistorului, care este descris în mod convențional în Fig. 1.3 ca un comutator mecanic, este controlat de semnalul logic de intrare rezultat și îndeplinește de obicei două funcții: ¾ operațiune de negație logică „NU” (dacă nivelul de intrare este ridicat, comutatorul se închide și nivelul semnalului de ieșire devine scăzut); ¾ oferă capacitatea de încărcare necesară a LE-ului pentru a putea controla mai multe LE-uri ulterioare. Capacitate de încărcare n
(factor de ramificare) – numărul de intrări care pot fi conectate la o ieșire dată fără a întrerupe funcționarea. Acest parametru este determinat de raportul dintre curentul de ieșire I din LE și curentul de intrare I in Valoarea standard este n = 10 atunci când se utilizează microcircuite de același tip (aceeași serie). Curentul de intrare al microcircuitului atunci când un zero logic () ajunge la intrare, de regulă, diferă de curentul de intrare atunci când unul logic () ajunge la intrare. De exemplu, = -0,4 mA, a = 20 µA (se presupune că curent pozitiv curge în intrarea microcircuitului și curent negativ curge din acesta). De asemenea, curentul de ieșire al unui microcircuit la ieșirea unui zero logic () poate fi (și de obicei este) diferit de curentul de ieșire la ieșirea unuia logic (). De exemplu, pentru același cip< -0,4 мА, a < 8 мА (считается, что положительный ток втекает в выход микросхемы, а отрицательный - вытекает из него). Надо также учитывать, что разные входы и выходы одной и той же микросхемы могут иметь различные входные и выходные токи. Pentru tensiunile logice de ieșire zero () și una (1), cărțile de referință specifică de obicei valori maxime admise pentru un anumit curent de ieșire. În acest caz, cu cât curentul de ieșire este mai mare, cu atât tensiunea logică este mai mică și tensiunea zero logică este mai mare. De exemplu, > 2,5 V (la< - 0,4 мА), a < 0,5 В (при <8mA). Cărțile de referință specifică, de asemenea, nivelurile admisibile ale tensiunilor de intrare, pe care microcircuitul încă le percepe ca niveluri logice corecte de zero și unu. De exemplu, > 2,0 V,< 0,8 В. Как правило, входные напряжения логических сигналов не должны выходить за пределы напряжения питания. Descărcați cartea Pulse și dispozitive digitale absolut gratuit. Pentru a descărca gratuit o carte din serviciile de găzduire de fișiere, faceți clic pe linkurile imediat următoare descrierii cărții gratuite. „Momentul este singura forță care poate depăși atât inerția, cât și gravitația”./Will Ferguson/ Prefaţă Capitolul 2. Caracteristicile formei pulsului SECȚIUNEA A DOUA. DISPOZITIVE LINEARE PENTRU FORMAREA SI CONVERSIUNEA IMPULSURILOR Capitolul 4. Diferenţierea şi scurtarea lanţurilor Capitolul 5. Transformatoare de impulsuri Capitolul 6. Liniile de întârziere a semnalului Capitolul 7. Circuite de formare liniară SECȚIUNEA A TREIA. COMUTĂTOARE ELECTRONICE ȘI DISPOZITIVE DE CONVERSIE A SEMNULUI NELINIAR Capitolul 9. Dispozitive de conversie neliniară a semnalului și modelare a impulsurilor SECȚIUNEA A PATRA. DISPOZITIVE DE PULS REGENERATIVE Capitolul 11. Multivibratoare Capitolul 12. Blocarea generatoarelor Capitolul 13. Divizoare de frecvență a impulsurilor Capitolul 14. Declanșatoare Capitolul 15. Dispozitive cu impulsuri bazate pe dispozitive semiconductoare cu rezistență negativă SECȚIUNEA CVINEA. GENERATOARE DE TENSIUNE ȘI DE CURENT DE RAMPARE Capitolul 17. Generatoare LIN de tip Phantastron Capitolul 18. Generatoare de curent de rampă SECȚIUNEA A șasea. ELEMENTE ALE CIRCUITURILOR LOGICE Capitolul 20. Circuite logice de bază Capitolul 21. Circuite logice complexe și combinate SECȚIUNEA ȘAPTE. DISPOZITIVE DE IMPULS MULTI ETAPE Capitolul 23. Selectarea semnalelor de impuls Titlu: Puls și dispozitive digitale Dispozitivele cu impulsuri sunt dispozitive electronice de informare și energie bazate pe funcționarea elementelor de comutare și controlul momentelor de pornire și oprire a acestor elemente. În funcție de legea de control, se disting sisteme cu modulație de amplitudine, frecvență, lățime și fază. Primele regulatoare electron-ion bazate pe metoda controlului fază-impuls au fost dezvoltate în URSS în 1937-1941. L.S. Goldfarb și G.R. Herzenberg. Acestea conțineau toate componentele caracteristice sistemelor moderne de control al impulsurilor: un contor variabil controlat, un comparator, un amplificator de nepotrivire, un modulator de impuls și un amplificator de putere pentru impactul energetic asupra obiectului de control. Dispozitivele de conversie a energiei impulsurilor bazate pe funcționarea supapelor de putere controlată și a elementelor cheie semiconductoare în sistemele de control a impulsurilor închise sunt baza zonei în curs de dezvoltare rapidă a electronicii de putere (energie). Dispozitivele cu impulsuri de informații se bazează pe conversia informațiilor folosind unul dintre tipurile de modulare a impulsurilor, eșantionarea datelor și modificarea numărului de coordonate. Cele mai comune tipuri de conversie a informațiilor prin dispozitive cu impulsuri: scanare (scanare), modulare în frecvență și lățime a impulsului, măsurarea caracteristicilor de sincronizare a semnalului (momente de diferență, perioadă, frecvență). Ideea scanării ca o vizualizare secvențială a punctelor pe un obiect plat a fost brevetată pentru prima dată în Germania în 1884 de Paul Nipkow. Discul lui P. Nipkow a stat la baza primului televizor scanat mecanic. Datorită desfacerii, o imagine plată bidimensională a fost convertită într-un semnal de luminanță unidimensional. Oscilografia proceselor care variază în timp se bazează pe principiul desfăşurării. Imaginea familiară a modificărilor semnalului în funcție de timp pe ecranul unui tub catodic poate fi obținută în condițiile mișcării uniforme a elementului de imagine (fascicul de electroni, punct luminos) de-a lungul unei coordonate și abaterea acestui element de-a lungul unei alte coordonate. printr-o valoare proporţională cu semnalul. Ideea scanării pentru observarea proceselor a fost propusă de L.I. Tulpina Mandel în Rusia în 1907, utilizarea unui tub catodic în acest scop a fost propusă în Rusia de B.L. Rosing în același an. Această idee fundamentală a produs multe soluții tehnice remarcabile. Utilizarea transformării în desfășurare poate fi ilustrată cu mai multe exemple din arsenalul de instrumente electronice industriale. Determinarea locației zonei deteriorate se bazează pe utilizarea semnalului de eco reflectat și măsurarea precisă a timpului dintre impulsul de sondare trimis și cel reflectat recepționat. Această clasă de dispozitive include dispozitive de detectare a defecțiunilor în liniile electrice. Detectorul de erori generează un impuls de tensiune de sondare care se propagă în linie, generând reflexii din diverse neomogenități. Măsurând timpul dintre impulsurile de sondare și cele reflectate, este posibil să se determine locația zonei de urgență. Detectoarele cu ultrasunete cu impulsuri aparțin aceleiași clase de dispozitive. Sursa semnalelor de sondare în ele este un traductor piezoelectric care dă un impuls acustic; este folosit și pentru a converti invers semnalul acustic reflectat într-unul electric. Măsurarea precisă a timpului dintre sondă și impulsurile reflectate se face într-unul din două moduri: prin măsurarea distanței dintre impulsuri pe ecranul tubului catodic sau prin numărarea numărului de marcaje temporale generate la frecvența de referință. A doua dintre aceste metode s-a dovedit a fi mai preferată și a devenit răspândită și dezvoltată. Timpul este cea mai convenabilă mărime fizică pentru standardizare și măsurare de precizie. Oscilatoarele de cuarț, care s-au stabilit de mult timp în practica sistemelor de inginerie radio, continuă să-și păstreze locul și importanța ca standarde simple și relativ ieftine de frecvență sau intervale de timp, cu o precizie de ordinul 10 -6 -10. -7. Dispozitivele pentru detectarea defectelor cu ultrasunete și detectoarele de daune sunt utilizate pe scară largă în sectorul energetic, inginerie mecanică și transportul feroviar. Nu necesită instalații puternice de înaltă tensiune, cum ar fi dispozitivele industriale cu raze X și sunt ecologice, spre deosebire de detectoarele de defecte radioizotopi. La o frecvență de vibrație ultrasonică de 2-4 MHz, este posibil să se detecteze neomogenități într-un material cu o suprafață de până la 1 mm 2. În Uniunea Sovietică, producția industrială de detectoare de defecte se desfășoară încă din anii 50. Aplicația industrială a transformării dezvoltării este asociată cu măsurarea lățimii unei foi de metal laminat. La viteze mari de mișcare a benzii metalice fierbinți în condiții de vibrație, singura metodă de măsurare ar putea fi scanarea optică fără contact. Contorul de metal laminat a fost dezvoltat în laboratorul de automatizare al Institutului de Metalurgie Feroasă (G.Kh. Zarezanko). Două dispozitive de măsurare de scanare au determinat coordonatele ambelor margini ale foii; diferența de coordonate în 1960, cu ajutorul dispozitivelor de indicare și înregistrare, a făcut posibilă măsurarea și înregistrarea rapidă a lățimii benzii laminate. Creatorul instalației a trebuit să rezolve problema interferenței optice, măsurarea precisă și reproductibilă a poziției frontului de impulsuri la o pantă relativ mică. Transformarea derulării în dispozitive industriale a fost realizată folosind un dispozitiv special conceput pentru astfel de dispozitive - un disector. Sensibilitatea relativ scăzută a fost compensată de luminozitatea ridicată a sursei de lumină. Performanța disectorului s-a dovedit a fi semnificativ mai mare decât cea a transmisiei tuburilor de televiziune cu acumulare de sarcină. Următorul pas natural către dezvoltarea dispozitivelor de scanare și scanare a fost instalarea televiziunii industriale. Principalele lor funcții sunt monitorizarea proceselor în condițiile în care prezența directă a operatorului în apropierea obiectului este imposibilă, nedorită sau plină de pericol. Dezvoltarea tehnologiei cu impulsuri a fost influențată decisiv de dezvoltarea radarului. Această direcție a contribuit, în primul rând, la formarea impulsurilor de înaltă energie. Creșterea puterii impulsului emis cu restricții rezonabile asupra energiei medii a instalației a devenit posibilă numai datorită naturii pulsate a lucrării cu un raport dintre perioada și durata impulsului de ordinul a 1000. În al doilea rând, rezoluția în timp a dispozitivul de puls putea fi mărit doar prin creșterea abruptului fronturilor semnalelor utilizate. Ca și în multe alte domenii, utilizarea industrială a tehnologiei impulsurilor a devenit un rezultat secundar al aplicării lor în industriile de apărare. Datorită naturii pulsate a semnalului, a fost posibil să se obțină impulsuri de mare energie de la dispozitive de putere relativ scăzută. Acest lucru a fost facilitat de proprietatea tuburilor de electroni cu catozi de oxid de a produce curenți de emisie în impulsuri enorme în comparație cu cei medii. Un tub de electroni cu un curent mediu de zeci de miliamperi ar putea funcționa mult timp cu curenți pulsați de câțiva amperi. Spre deosebire de sistemele radar, tehnologia electronică industrială a preluat întreaga gamă de capabilități și metode de modulare a impulsurilor. Reglarea tensiunilor medii și efective a fost efectuată prin modificarea factorului de umplere în timpul reglării lățimii impulsului. Din punct de vedere istoric, a fost stăpânit primul tip de control al impulsurilor, în care supapa era deblocată sincron cu rețeaua cu o întârziere față de momentul comutării naturale. Reglarea lățimii de impuls a tensiunii constante a devenit larg răspândită în stabilizatorii de tensiune constantă în impulsuri extrem de economici. Acest lucru a stimulat dezvoltarea și aplicarea ingineriei a teoriei sistemelor pulsate în buclă închisă. Lucrările fundamentale ale lui Ya.Z. au fost dedicate analizei sistemelor de impulsuri în anii 60. Tsypkina. În electronica industrială, pentru a rezolva problemele de control al puterii, tehnologia impulsurilor a devenit principalul instrument de influență. Metodele clasice de control al convertizorului, bazate pe utilizarea unghiului de întârziere al declanșării supapelor controlate, s-au bazat inițial pe defazarea tensiunii rețelei de control a convertoarelor cu mercur (așa-numita metodă orizontală). Metoda următoare și mult mai promițătoare a fost metoda verticală. Esența acestuia a constat în înregistrarea momentului de comparare a semnalului de măturare (armonic sau dinți de ferăstrău) cu cel de control. Metoda de defazare verticală a devenit instrumentul principal pentru controlul lățimii impulsului, fază a impulsului și (în proiectarea adecvată) a frecvenței pulsului. Sistemul de control al convertizorului impuls-fază multicanal este utilizat pentru a controla convertoarele multifazate. Sistemul conține mai multe (după numărul de faze) surse de tensiune de referință sincrone cu tensiunile de alimentare ale fazelor corespunzătoare. Tensiunile surselor de referință sunt comparate folosind comparatoare cu un singur semnal de control pentru toate fazele. Întârzierea de răspuns a fiecărui comparator dă o întârziere în momentul deschiderii supapei în faza corespunzătoare. Forma tensiunii de referință (cosinus sau dinți de ferăstrău) oferă diferite caracteristici de control. Pentru a implementa cu succes metoda defazarii verticale, a fost necesara rezolvarea problemelor auxiliare de generare a unei tensiuni de referinta, compararea a doua semnale si generarea unui impuls de control de o anumita amplitudine si durata in momentul in care cele doua semnale sunt egale. Pentru îndeplinirea acestor sarcini au fost dezvoltate circuite speciale de impulsuri: în 1918 M.A. Bonch-Bruevich a propus un releu catodic; în 1919, americanii H. Abraham și E. Bloch au inventat multivibratorul; în 1919, americanii V. Ickles și F. Jordan au inventat un circuit fără de care este greu de imaginat civilizația computerizată modernă - un declanșator. S-au făcut sute de invenții din diverse tipuri de modelatori de impulsuri, generatoare de tensiuni și curenți care variază liniar, generatoare de blocare (circuite de impulsuri puternice cu feedback pozitiv profund). Analiza circuitelor cu feedback, apariția oscilațiilor în sistemele neliniare și rezolvarea problemelor privind stabilitatea unor astfel de circuite au devenit subiectul lucrărilor lui A.A. Andronova, A.A. Vitta, S.E. Khaikin (1959). PULSE ENGINEERING, domeniu al ingineriei radio și electronicii, care acoperă dezvoltarea și utilizarea metodelor și mijloacelor de generare, conversie și amplificare a impulsurilor electrice, măsurarea și indicarea acestora, precum și studiul proceselor de impulsuri în circuitele electrice. Impulsurile electrice - atât simple cât și secvențe (seri) de impulsuri care formează semnale de impuls - sunt cele mai utilizate pe scară largă în sistemele de automatizare, telemecanică și tehnologia computerelor, comunicații radio și radar, televiziune și echipamente de măsurare. Semnalele de puls care transportă informații sau controlează funcționarea dispozitivelor electronice diferă în amplitudine, durată și frecvență de repetare a pulsului, precum și poziția lor relativă în serie. De mare importanță în tehnologia impulsurilor este ciclul de funcționare - raportul dintre perioada de repetare a impulsurilor dintr-o serie și durata lor. Factorul de sarcină, de exemplu, determină raportul dintre puterea de vârf a semnalelor pulsate și puterea medie a acestora, care pentru multe dispozitive pulsate este cel mai important indicator de performanță. Durata impulsurilor, în funcție de aplicație, poate varia în limite semnificative. În automatizare, de exemplu, funcționează cu impulsuri cu o durată de aproximativ 0,01-1 s, în comunicațiile radio în impulsuri - 10 -4 -10 -6 s, în tehnologia informatică - până la 10 -9 s. Adesea, chiar și în același domeniu al tehnologiei, se folosesc impulsuri cu durate și rate de repetiție diferite. Atunci când impulsurile de curent sau de tensiune acționează asupra unui circuit electric care are proprietatea de a stoca energie, apar procese tranzitorii, a căror semnificație în tehnologia impulsurilor este foarte mare. Fenomenele asociate proceselor tranzitorii sunt adesea folosite în funcționarea dispozitivelor cu impulsuri, dar în unele cazuri au un efect dăunător și conduc la complexitatea circuitului și structural a echipamentului. Specificul metodelor și mijloacelor de generare, conversie, măsurare și înregistrare a semnalelor pulsate și analiza proceselor în dispozitivele pulsate se datorează în principal naturii lor nestaționare. Semnalele pulsului se caracterizează printr-o concentrație mare de energie în intervale scurte de timp; de exemplu, puterea într-un impuls radio emis de un transmițător radar ajunge la zeci de MW sau mai mult, ceea ce este de câteva mii de ori mai mare decât puterea medie pe timpul de transmisie a întregii secvențe de impulsuri. Această concentrare de energie face posibilă rezolvarea multor probleme în transmiterea semnalelor electrice, atunci când răspunsul la ieșirea sistemului este proporțional cu puterea semnalului la intrarea acestuia. Impulsurile electromagnetice puternice pe termen scurt sunt utilizate pe scară largă în studiile fizice ale proprietăților materiei și însoțesc fenomenele naturale. Impactul impulsurilor electromagnetice duce în primul rând la întreruperi în funcționarea sistemelor de alimentare cu energie, la interferențe, întreruperi în funcționarea serviciilor tehnice radio (comunicații, radiodifuziune, radar, radionavigație, radioastronomie etc.) și echipamente radio-electronice. . Primele sisteme de impulsuri - emițătoare radio cu scântei pentru semnale telegrafice și vocale - au fost create de A. S. Popov în 1895, respectiv 1903. Dezvoltarea rapidă a tehnologiei cu impulsuri de la începutul anilor 1930 este asociată, în primul rând, cu apariția și îmbunătățirea radarului și a televiziunii. În anii 1930-1940, au fost puse bazele pentru formarea impulsurilor de aproape orice formă folosind elemente de amplificare - tuburi radio, precum și elemente pasive - rezistențe, condensatoare, inductori; în anii 1950, tuburile radio au fost înlocuite cu tranzistori, ulterior cu microcircuite analogice integrate, iar metodele digitale au început să fie folosite din ce în ce mai pe scară largă. La sfârșitul secolului al XX-lea, formarea impulsurilor prin metoda hardware a fost înlocuită cu formarea unor metode de calcul (software) care au făcut posibilă sintetizarea impulsurilor de o formă dată cu parametrii necesari. S. L. Mișenkov. Dispozitivele cu impulsuri sunt concepute pentru a genera, forma, amplifica, transmite, converti și măsura impulsuri electrice. Acestea includ generatoare de impulsuri, transformatoare de impulsuri, declanșatoare, multivibratoare, contoare de impulsuri etc. Dispozitivele cu impulsuri sunt expuse la efectele intermitente ale semnalelor electrice care diferă ca formă, amplitudine și durată, rata de repetiție, precum și prin aranjarea lor într-o serie conform tipul ales de modulație a impulsului și un cod condiționat. Dispozitivele cu impulsuri folosesc impulsuri individuale și secvențe (serie) de impulsuri. În radare, sisteme de radionavigație, comunicații radio etc., semnalele de impuls au o gamă de frecvență de la zeci de Hz la zeci de GHz. Folosind dispozitive cu impulsuri, este posibil să se înregistreze foarte precis timpul de expunere la semnale cu puls și să se producă chei electronice fără contact. În circuitele logice pe dispozitive cu impulsuri, se utilizează o separare clară a două stări posibile ale unui circuit electronic: „există tensiune” - „fără tensiune” („da” - „nu”). Pentru a efectua operații logice de complexitate variabilă, există, de exemplu, circuite de diferențiere și circuite integratoare, linii de formare, transformatoare de impuls și amplificatoare, linii de întârziere, limitatoare, cleme de nivel, circuite de scalare, flip-flop, multivibratoare, generatoare de blocare, frecvență de impuls. divizoare, selectoare de impulsuri, dispozitive de codare (și dispozitive de decodare), decodore, matrice, elemente de memorie de calculator etc. Folosind transformări și operații logice adecvate asupra semnalelor de impuls, informațiile utile conținute în impulsurile procesate sunt izolate, analizate, recunoscute și înregistrate. Dispozitivele cu impulsuri sunt utilizate pe scară largă în instrumentele de măsurare radio (frecvențemetre, osciloscoape, analizoare de spectru, contoare de interval de timp etc.). Lit.: Itskhoki Ya. S., Ovchinnikov N. I. Pulse digital devices. M., 1972; Erofeev Yu. N. Dispozitive cu puls. a 3-a ed. M., 1989, Zeldin E. A. Dispozitive cu impulsuri pe microcircuite. M., 1991; Frolkin V. T., Popov L. N. Puls și dispozitive digitale. M., 1992; Brammer Yu. A., Pashchuk I. N. Pulse și dispozitive digitale. a 8-a ed. M., 2006.
Orez. 1.3. Structura unui element logic tipic.
Cel mai bun manual din epoca sovietică pentru cursul „Puls și dispozitive digitale”. Dacă ai noroc, îl poți găsi acum la vânzătorii de cărți second-hand. În general, fiecare inginer radio ar trebui să cunoască acest curs ca pe o rugăciune, deoarece pulsurile ne „urmează” peste tot: impulsuri electromagnetice, impulsuri video, impulsuri scurte și lungi, surse de alimentare cu impulsuri, generatoare de impulsuri, radare, lasere și multe altele.
Cartea prezintă dispozitive liniare și neliniare pentru conversia și generarea de semnale de impuls, întrerupătoare electronice, diverse dispozitive cu impulsuri regenerative, dispozitive pentru generarea tensiunii și curentului dinți de ferăstrău, circuite logice, elemente de bază ale dispozitivelor digitale și dispozitive funcționale cu mai multe trepte.
La prezentare, se acordă atenție asigurării unui mod de funcționare fiabil și stabil al dispozitivelor sub influența factorilor destabilizatori și a impulsurilor de interferență care sunt inevitabile în condiții de funcționare.
SECȚIUNEA ÎNTÂI. INFORMAȚII GENERALE DESPRE PROCESELE PULSE
Capitolul 1 Introducere
§1.1. Modul de operare cu puls și caracteristicile acestuia
§ 1.2. Rolul tehnologiei impulsurilor în electronica radio
§ 1.3. Subiectul cursului
§ 1.4. Din istoria dezvoltării tehnologiei pulsului
§2.1. Forma și parametrii pulsului
§ 2.2. Parametri tipici de puls
§ 2.3. Exprimarea analitică a impulsurilor
§ 2.4. Estimare aproximativă a duratei frontului
§ 2.5. Lățimea impulsului activ
Capitolul 3. Circuite integratoare
§ 3.1. Scopul și principiul de funcționare al circuitului de integrare
§ 3.2. Cerințe pentru parametrii circuitului de integrare
§ 3.3. Opțiuni pentru integrarea circuitelor de circuite
§ 4.1. Lanțuri de diferențiere
§ 4.2 Lanțuri de scurtare
§ 5.1 Scopul transformatoarelor de impulsuri
§ 5.2. Magnetizarea miezului transformatorului
§ 5.3. Circuitul echivalent al transformatorului
§ 5.4. Distorsiunea formei pulsului transformat
§ 5.5. Cerințe de proiectare a transformatorului
§ 6.1 Alocarea liniei cu întârziere
§ 6.2. Proprietățile sistemelor electrice de întârziere fără distorsiuni
§ 6.3. Linii de întârziere electromagnetică
§ 6.4. Liniile de întârziere artificiale (IDL)
§ 6.5. Liniile de întârziere cu ultrasunete (ULL)
§ 7.1. Dispoziții generale
§ 7.2. Formarea liniilor electromagnetice
§ 7.3. Linii de modelare artificiale
§ 7.4. Rețele formative reactive cu două terminale
§ 7.5. Scheme de conectare a circuitelor de formare
Capitolul 8. Chei electronice
§ 8.1. Dispoziții generale
§ 8.2. Comutator tranzistor (TC)
§ 8.3. Procese tranzitorii într-un comutator tranzistor
§ 8.4. Opțiuni pentru circuite cheie tranzistoare
§ 8.5. Comutator diodă
§ 9.1. Limitatoare de amplitudine
§ 9.2. Modelarea pulsului prin limitarea și diferențierea tensiunii sinusoidale
§ 9.3. Transformator de vârf
§ 9.4. Cleme de nivel
Capitolul 10. Proprietăţile generale ale dispozitivelor cu impulsuri regenerative
§ 10.1. Principii de construire a dispozitivelor regenerative
§ 10.2. Moduri de funcționare ale dispozitivelor regenerative
§ 11.1. Multivibratoare cu conexiuni anod-grilă
§ 11.2. Multivibrator cu conexiuni colector-bază
§.11.3. Multivibrator de așteptare cuplat la emițător
§ 11.4. Circuite tipice ale multivibratoarelor de așteptare
§ 11.5. Multivibrator de așteptare cu tranzistori de diferite tipuri de conductivitate
§ 11.6. Multivibrator cu circuite punte
§ 11.7. Multivibratoare polifazate
§ 12.1. Caracteristici generale ale generatorului de blocare
§ 12.2. Generator de blocare a tuburilor
§ 12.3. Opțiuni pentru circuitele oscilatoare de blocare a tubului
§ 12.4. Oscilator de blocare a tranzistorului
§ 13.1 Principiul de funcționare al divizorului de frecvență
§ 13.2. Stabilitatea modului de divizare a frecvenței
§ 13.3. Divizor de frecvență în trepte
§ 14.1. Proprietățile generale ale declanșatorilor și cerințele pentru acestea
§ 14.2. Tranzistor simetric
§ 14.3. Circuite de declanșare
§ 14.4. Furnizarea stărilor de repaus declanșator
§ 14.5. Opțiuni de circuit de declanșare
§ 15.1 Dispozitive cu diode tunel (TDD)
§ 15.2. Dispozitive cu tranzistori de avalanșă (ALD)
Capitolul 16. Cele mai simple generatoare de tensiune variabilă liniar. Metode de liniarizare
§ 16.1. Parametrii tensiunii de rampă
§ 16.2. Principiul construirii generatoarelor LIN
§ 16.3. Cele mai simple generatoare LIN
§ 16.4. GLIN cu element de stabilizare a curentului
§ 16.5. GLIN cu compensare e. d.s, introdus printr-un amplificator neinversător
§ 16.6. GLIN cu compensare e. d.s, introdus printr-un amplificator inversor
§ 17.1. Informații generale
§ 17.2. Fantastron cu comunicare prin grila de ecranare
§ 17.3. Fantastron cu cuplaj catod
§ 17.4. Tranzistor phantatron
§ 18.1. Parametrii curentului de rampă
§ 18.2. Principiul formării curentului dinți de ferăstrău
§ 18.3. Circuite generatoare de curent din dinți de ferăstrău
Capitolul 19. Caracteristicile generale ale circuitelor logice
§ 19.1. Operații logice de bază
§ 19.2. Clasificarea și caracteristicile circuitelor logice
§ 20.1. Circuit de negație logică (NU).
§ 20.2. Circuite de multiplicare logică a diodelor (AND).
§ 20.3. Circuite de adiție logică cu diode (OR)
§ 20.4. Circuite logice bazate pe diode tunel
§ 21.1. Circuite logice diodă-tranzistor (DTLS)
§ 21.2. Circuite logice cu tranzistori (TLC)
§ 21.3. Logica de inhibiție (INHIBIT)
§ 21.4. Circuite logice de echivalență și disparitate
§ 21.5. Circuite logice cu diode în mai multe etape
Capitolul 22. Dispozitive de codare a semnalului
§ 22.1. Generarea de coduri de impulsuri cu intervale fixe între impulsuri
§ 22.2 Generarea codurilor de impulsuri cu intervale reglabile între impulsuri
§ 22.3. Înregistrarea codului digital binar
§ 22.4. Decodoare cu diode
§ 22.5. Contoare digitale de puls
§ 22.6. Codificarea cantităților în continuă schimbare
§ 23.1. Informații generale
§ 23.2. Selectarea amplitudinii pulsului
§ 23.3 Selectarea impulsurilor prin frecvența de repetare
§ 23.4 Selectarea impulsurilor după durată
§ 23.5. Selectarea unui tren codificat de impulsuri
Dragi cititori, dacă nu v-a ieșitdescărcați Pulse și dispozitive digitale
scrie despre asta în comentarii și cu siguranță te vom ajuta.
Sperăm că ți-a plăcut cartea și că ți-a plăcut să o citești. Drept mulțumire, puteți lăsa un link către site-ul nostru pe forum sau blog :) Cartea electronică Pulse and Digital Devices este furnizată exclusiv pentru revizuire înainte de a cumpăra o carte de hârtie și nu este un concurent cu publicațiile tipărite.
